Đồ án chi tiết máy thiết kế bộ truyền đai thiết kế bộ truyền bánh răng, thiết kế trục và then thiết kế gối đỡ trục

Đồ án chi tiết máy

GVHD:

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 : CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ
TRUYỀN
CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC
CHƯƠNG 6 :CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT KHÁC
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển – Tính Tốn Hệ Dẫn Động Cơ Khí – Nhà
Xuất Bản Giáo Dục.
[2] Nguyễn Hữu Lộc – Cơ Sở Thiết Kế Máy - Nhà Xuất Bản Giáo Dục.
[3] Nguyễn Trọng Hiệp , Nguyễn Văn Lẫm - Nhà Xuất Bản Giáo Dục.
[4] Dung Sai Và Lắp Ghép – PGS Ninh Đức Tốn.

SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI
ĐỖ MINH TIẾN


ỏn chi tit mỏy

GVHD:

Lời nói đầu
Môn học chi tiết máy đóng vai trò quan trọng trong chơng
trình đào tạo kỹ s và cán bộ kỹ thuật về cấu tạo , nguyên lý

làm việc và phơng pháp tính toán thiết kế các chi tiết, các
thiết bị phục vụ cho các máy móc ngành công nghiệp, nông
nghiệp , giao thông vận tải. ..
Đồ án môn học chi tiết máy có sự kết hợp chặt chẽ giữa lí
thuyết với thực nghiệm. Lí thuyết tính toán các chi tiết máy
đợc xây dựng trên cơ sở những kiến thức về toán học, vật
lí, cơ học lí thuyết, nguyên lý máy , sức bền vật liệu , đợc
xác minh và hoàn thiện qua thí nghiệm và thực tiễn sản
xuất.
Đồ án môn học chi tiết máy là một trong các đồ án có tầm
quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp
cho sinh viên hiểu những kiến thức cơ bản về cấu tạo,
nguyên lý làm việc và phơng pháp tính toán thiết kế các chi
tiết có công dụng chung , nhằm bồi dỡng cho sinh viên khả
năng giải quyết những vấn đề tính toán và thiết kế các chi
tiết máy , làm cơ sở để vận dụng vào việc thiết kế máy.
Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của thầy Dip Bo Trớ
trong bộ môn chi tiết máy đến nay đồ án môn học của em
đà hoàn thành. Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh
khỏi sai sót em rất mong đợc sự chỉ bảo của thầy và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy đà giúp đỡ em hoàn thành
công việc đợc giao.

SVTH:NGUYN VN TN
NGUYN QUC KHÔI
ĐỖ MINH TIẾN


Đồ án chi tiết máy

ĐỀ TÀI:
Dữ liệu ban đầu:
Công suất
: 7,5 ( kw )
Số vòng quay: 75 (vòng / phút )
Tuổi thọ
: 4500 giờ
Kiểu 3
: khai triển

SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHÔI
ĐỖ MINH TIẾN

GVHD:


Đồ án chi tiết máy

GVHD:

CHƯƠNG 1:CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI
TỈ SỐ TRUYỀN
I.Chọn động cơ:
-Công suất đông cơ:

P =
Với

= 0,95

= 0,98
= 0,995

SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI
ĐỖ MINH TIẾN


Đồ án chi tiết máy
P

GVHD:

=

=

= 8,3
(kw)

Chọn động cơ: A02-52-4
Công suất :10 kw
Vận tốc: 1460 (vòng /phút)
Hiệu suất: 89%

II. Phân bố tỷ số truyền và tính tốn các thơng số:
i
Chọn i

=

=

= 19,47

= 2,5
i i =

= 7,788

Chọn phương pháp bôi trơn ngâm trong dầu
Chọn i = 3
=

= 2,6

-Số vòng quay trên các trục:

n

=

= 584 (v/p)

=

= 194,67 (v/p)

1

=

= 74,87 (v/p)

-Công suất trên các trục:
=

=

=

=
=

-Mơ men xoắn các trục:
SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI
ĐỖ MINH TIẾN

= 7,54 (kw)

= 7,33 (kw)
= 7,94 (kw)


Đồ án chi tiết máy

GVHD:

=

=

= 129840,75 (Nmm)

=

= 379213,54 (Nmm)

= 961760,38 (Nmm)

= 54291,09(Nmm)
Ta lập được kết quả tính tốn sau:
Thơng số
Tỉ số truyền i
Số vịng quay (v/p)
Cơng suất P (Kw)
Mơ men xoắn T(Nmm)

Động cơ

Trục 1
2,5

1460
8,3
54291,09

SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI

ĐỖ MINH TIẾN

584
7,94
129840,75

Trục 2
3
194,67
7,73
379349,95

Trục 3
2,6
74,87
7,54
961760,38


Đồ án chi tiết máy

GVHD:

CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI
1/Chọn loại đai:
Với công suat đông cơ P = 8,3 (Kw)
Chọn loại đai thang có d = 120 (mm)
1.1/Tính đường kính bánh đai d :
d

= 144 (mm)

Theo tiêu chuẩn chọn d = 160 (mm)
Kiểm nghiệm vận tốc đai:
v=
=(

12,23(mm)

) m/s

1.2/Đường kính đai d :
Chọn hệ số trượt đai = 0,02
d = d .i(1 – 0,02) = 160.2,5.0,98 = 392(mm)
Theo tiêu chuẩn chọn d = 400 (mm)
Số vòng quay thực tế

của trục bị dẫn:

n

= 572,3(v/p)

Tỉ số truyền thực tế:

Sai số bộ truyền:

2%

2/Chọn khoảng cách trục A và chiều dài đai L:

-Chọn

160.2,7 = 432 (mm)

2.1/Chiều dài đai L theo
SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI
ĐỖ MINH TIẾN


Đồ án chi tiết máy

GVHD:

L = 2.A
L = 2.432 + 560.

+

= 1743,399 (mm)

Theo tiêu chuẩn chọn L = 1800(mm)
Kiểm nghiệm số vịng quay trong 1s:
= 6,8 (m/s)

2.2Tính khoảng cách trục A theo chiều dài:
A=
A=

= 434,84 mm

Ta có h = 10,5
0,55(d +d ) + h = 0,55.(160 + 400) + 10,5 = 318,5

mm

2(d +d )=2.560 = 1120 mm
A thõa điều kiện:
0,55(d + d 2 ) + h < A < 2(d 1 + d )
318,5 < 434,84 <
1120 (mm)
Khoảng cách nhỏ nhất A
để mắc đai:
A =A - 0,015L = 434,84 – 0,015.1800 = 407,8(mm)
Khoảng cách trục lớn nhất để tạo lực căng:
A =A + 0,03L = 434,84 + 0,03.1800 = 488,8 ( mm)
2.3/Góc ơm

:

SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI
ĐỖ MINH TIẾN


Đồ án chi tiết máy

GVHD:

Thõa điều kiện

2.4Xác định số đai x:
x
Với công suất R = 8,3 Kw
[

]:Công suất cho phép của 1 đai
[R]=

Số bánh đai của bộ truyền là x = 2
Chiều dài

làm việc không tải trọng động

= 0,982
= 0,95
=3,1
[R]=

= 3,08

=1,25:hệ số tải trọng động
x
Chọn x = 4
2.5/Chiều rộng bánh đai:
SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI
ĐỖ MINH TIẾN

= 3,369

Đồ án chi tiết máy

GVHD:

B = (x - 1)t + 2s = 3.19 +2.12,5 = 82 (mm)
Với t =20, s = 12,5
Đường kính ngồi của bánh đai:e = 11
Bánh dẫn
:
D = d + 2e = 160 + 2.11 = 182 (mm)
D = d + 2e = 400 + 2.11 = 422 (mm)
f/Lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục:
Lực căng ban đầu của 1 đai :
s

F

F =138: Tiết diện
= 1,2
s = 1,2.138 = 165,6(N)
R = 3s .x.sin

1988 (N)

CHƯƠNG 3:THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH
RĂNG

SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI

ĐỖ MINH TIẾN


Đồ án chi tiết máy

GVHD:

I.Bộ truyền bánh răng nghiêng
Số vòng quay trục 2: 195 (v/p)
Công suất P: 7,73 (kw)
Tỉ số truyền : i = 3
Thời gian lam việc: t = 4500 giờ

1/Chọn vật liệu làm bánh răng:
-Bánh răng lớn:
Dùng thép C35,thường hóa.
Cơ tính:giới hạn bền:
Giới hạn chảy

= 500 (N/mm )
=260 (N/mm )

Độ cứng HB = 170
(Phoi rèn ,gia công đặc biệt phôi , 100 300 mm ).
-Bánh răng nhỏ: C45, thường hóa.
Cơ tính , giới hạn bền :

= 600 (N/mm )

SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN

NGUYỄN QUỐC KHƠI
ĐỖ MINH TIẾN


Đồ án chi tiết máy
Giới hạn chảy :

GVHD:

=300 (N/mm )

Độ cứng HB = 200

2/Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép:
2.1/Ứng suất tiếp xúc:
-Số chu kỳ chịu tải tương đương của bánh răng lớn:

:là số lần ăn khớp của 1 răng trong 1 vòng quay (u = 1)
2,5.10 (N/mm )
-Số chu kỳ tương đương của bánh răng nhỏ:
= 7,5.10 (N/mm )
và

đều lớn hơn

,do đó chu kỳ ứng suất của 2 bánh đều

bằng 1. (B = 1)
-Ứng suất cho phép của bánh lớn:
= 2,6.170.1 = 442(N/mm )

-Ứng suất tiếp xúc của bánh nhỏ:
= 2,6.200.1 = 520 (N/mm )
2.2Ứng suất uốn cho phép:
= 5.10 (N/mm )
Hệ số chu kỳ ứng suất uốn:B

Ntd4= 60.1.195.4500.(1. 0,3 + 0,75 . 0,3 + 0,5 . 0,4) = 18,9.10 (N/mm )
SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHÔI
ĐỖ MINH TIẾN


Đồ án chi tiết máy

GVHD:

= 56,8.10 (N/mm )
Ta thấy:

.Chọn

-Giới hạn mỏi uốn:
Bánh lớn (C35):

= 0,43.500 = 215(N/mm )

Bánh nhỏ (C45):

=0,43.600 = 285 (N/mm )

-Phoi rèn ,thường hóa,chọn hệ số an toàn n = 1,5.
Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng: k = 1,8
-Bánh răng chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ
Ứng suất uốn cho phép:
Bánh nhỏ:
= 143,3(N/mm )
Bánh lớn:
= 119,4(N/mm )

3/Chọn sơ bộ hệ số tải trọng k:
k = 1,4

4/Chọn hệ số chiều rộng bánh răng:
= 0,4

5/Khoảng cách trục A:
:Hệ số phản ánh sự tăng khả năng tải tính theo sức bền tiếp xúc của bánh
răng nghiêng so với bánh răng thẳng.
A
A
Chọn A = 170 (mm)
SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI
ĐỖ MINH TIẾN

= 166,7 (mm)


Đồ án chi tiết máy

GVHD:

6/Tính vận tốc vịng của bánh răng và chọn cấp chính xác:
V=

= 0,8 (m/s)

Chọn cấp chính xác để chế tạo bánh răng là cấp 9.

7/Định chính xác hệ số tải trọng k:
b=

.A = 170.0,4 = 68 mm
= 0,4.2 = 0,8 mm

Với

Chọn k

= 1,22
k

Chọn k

1,11

1,2
Hệ số tải trọng :

Sai số:

k = k .k =1,11.1,2 = 1332
= 4,86% < 5% nên có thể lấy chính xác là A = 170

mm

8/Xác định modun , số răng và góc nghiêng:
-Modun pháp m :
m = (0,01 0,02)A = 1.7 3,4
Theo dãy 1 : chọn m =3
Chọn sơ bộ góc nghiêng
10
Tổng số răng của 2 bánh răng:
z

= 111,6
z

= 27,9

Chọn z = 28 răng
Z4= z .i = 28.3 =84 răng
Tính chính xác góc nghiêng :
8,797

SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI
ĐỖ MINH TIẾN

Đồ án chi tiết máy
Khi đó

GVHD:

32,68 < b = 68 mm

Chọn b = 68 mm

9/Kiểm nghiệm uốn sức bền của răng:
-Số răng tương đương:

Chọn z

Bánh nhỏ: z

= 29,01

Bánh lớn: z

= 87,04

29 răng

Chọn ztd4=87 răng.
Hệ số dạng răng:
= 0,4816
= 0,517
Chọn hệ số = 1,5
-Kiểm nghiệm ứng suất uốn:

Bánh nhỏ:
= 82,6(N/mm )
= 143,4(N/mm )
Bánh lớn:
= 76,9(N/mm )
=119,4(N/mm )

10/Kiểm nghiêm sức bền của răng khi chịu quá taỉ đột ngột
trong thời gian ngắn:
10.1/Ứng suất tiếp xúc khi quá tải:
Bánh nhỏ:
= 2,5.520 = 1300 (N/mm )
Bánh lớn:
SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI
ĐỖ MINH TIẾN


Đồ án chi tiết máy

GVHD:

=2,5.442 = 1105(N/mm )
-Ứng suất uốn cho phép:
Bánh nhỏ:
=0,8.300 = 240(N/mm )
Bánh lớn:
= 0,8.260 = 208 (N/mm )
10.2/Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc:

1,8 :hệ số quá tải.

= 429,53

= 576(N/mm )

-Kiểm nghiệm sức bền của bánh răng:
Bánh nhỏ:

Bánh lớn:

SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI
ĐỖ MINH TIẾN


Đồ án chi tiết máy

GVHD:

11/Các thơng số hình học chủ yếu của bộ truyền:
Mô đun pháp m =3
Số răng :
29, z2= 87
0
Góc ăn khớp: 20

Góc nghiêng : 8,797
Đường kính vịng chia(vòng lăn):
d3

= 57,3 mm

d4

= 176,07 mm

Khoảng cách trục A : A = 170 mm
Chiều rộng bánh răng: b = 68 mm.
Đường kính vịng đỉnh:
De3 = d3 + 2m = 57,3 + 4 = 61,3 mm
De4= d4+ 2m = 61,07 + 4 = 65,07 mm
Đường kính vịng chân răng: c = 0.25m
Di3 = d3- 2m - 2c = 57,3 - 4 - 1 = 52,3 mm
Di4 = d4 - 2m - 2c = 65,07 - 4 - 1 = 60,07mm

12/Lực tác dụng lên trục:
Lực vòng :P3 =
P4=

=

= 13303,5 (N)
(N)

Lực hướng tâm:

= 4795,3 (N)
(N)

Lực dọc trục:

= 13303,5.0,155 = 2062,04(N)
(N)

SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHÔI
ĐỖ MINH TIẾN


Đồ án chi tiết máy

GVHD:

II. Bộ truyền bánh răng thẳng:
1/Chọn vật liệu:
-Bánh răng lớn(trục 1):
Thép C35 , thường hóa.
Gioi hạn bền kéo:
Gioi hạn chảy:

= 480 (N/mm )
= 240 (N/mm )

Độ cứng: HB = 170
Đường kính phơi: 300 - 500 mm.
-Bánh răng nhỏ (trục 2):
Thép C45, thường hóa.
Đường kính phơi: 100 - 300 mm.
Giới hạn bền kéo:

Giới hạn chảy:

= 580 (N/mm )
= 290(N/mm )

Độ cứng HB = 200.

2/Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất tiếp xúc cho phép:
2.1/Số chu kỳ làm việc của bánh lớn:

=7,5.10 (N/mm )
= 7,5.10 .2,5=18,75.

( N/mm )

= 10 ( N/mm )
Chu kỳ ứng suất của hai bánh răng bằng 1.
-ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh lớn:
= 2,6.170.1 = 442(N/mm )
-ứng suất tiếp xúc cho phép của bánh nhỏ.
= 2,6.200 = 520(N/mm ).
SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHÔI
ĐỖ MINH TIẾN


Đồ án chi tiết máy

GVHD:

2.2/Định ứng suất uốn cho phép:
Số chu kỳ làm việc của bánh lớn và bánh nhỏ:

5,67. 10 (N/mm )
5,67.10 . 2,5 = 14,1.10 (N/mm )
.= 1
Giới hạn mỏi uốn:

.

Bánh lớn:

= 0,43.480 = 206,4 (N/mm )

Bánh nhỏ:

= 0,43.580 = 249,4(N/mm )

Phơi rèn , thường hóa,chọn hệ số an toàn n = 1,5
Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng k = 1,8.
-Ứng suất uốn cho phép:
Bánh lớn:

.= 115 (N/mm )

Bánh nhỏ:

= 138,5 (N/mm )

3/Chọn sơ bộ hệ số tải trọng k:

K = k .k =1,4

4/Chọn hệ số chiều rộng bánh răng:
0,4

5/Tính khoảng cách trục A:

122,5( mm)
Chọn A = 125 mm.
SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI
ĐỖ MINH TIẾN


Đồ án chi tiết máy

GVHD:

6/Chọn vận tốc vòng và cấp chính xác chế tạo bánh răng:
-Vận tốc vịng:
2,18(m/s)
Với v = 2,18 (m/s) chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là cấp 9.

7/Định chính xác hệ số tải trọng k:
Có

0,7

Với
k

= 1,096
=1,048

Hệ số tải trọng động:
Hệ số tải trọng k:

k = 1,45
= 1,048.1,45 = 1,5196

Trị số k khác nhiều so với trị số chọn sơ bộ (7,8%) nên tính lại khoảng
cách trục A.
128,4 (mm)
Chọn A = 130 mm.

8/Xác định modun, số răng và chiều rộng bánh răng:
-Mô đun m =(0,01 0,02)A = (2,47 4,94)
Chọn m = 3.
Số răng của bánh nhỏ:
z

24,7

Chọn số răng bánh nhỏ là 25
SVTH:NGUYỄN VĂN TÍN
NGUYỄN QUỐC KHƠI
ĐỖ MINH TIẾN